(57)【要約】    【課題】      通信用無線特性の劣化を防ぐとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくし、アンテナ到来方向の推定値を安定させること。    【解決手段】  制御部１０２は、受信レベルとしきい値との比較結果に基づいて、スイッチを切り替えるようにバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎを制御する。多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎは、受信信号を分配する。バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎは、制御部１０２の制御により受信信号を通過させる場合と受信信号を通過させない場合とを切り替える。増幅部１０６−１〜１０６−ｎは受信信号を増幅する。多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎは、受信信号を分配する。校正用無線回路１１０は、アレーアンテナの校正を行う。校正用無線回路１１２は、アレーアンテナの校正を行う。  【選択図】      図１
2006101237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナと、
前記アンテナ素子にて受信した受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを受信品質に基づいて選択する分配選択手段と、
前記分配選択手段にて分配された一部の受信信号または前記分配選択手段にて分配されない受信信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段にて増幅された受信信号を分配する分配手段と、
前記分配選択手段にて分配されて前記増幅手段にて増幅されない前記受信信号または前記分配選択手段にて分配されずに前記分配手段にて分配された受信信号より複数の前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御する校正手段と、
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
環境の変動を検出する環境変動検出手段を具備し、
前記分配選択手段は、前記受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを前記受信品質及び前記環境変動検出手段にて検出された環境の変動を示す変動値に基づいて選択することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記分配選択手段は、前記変動値が第一しきい値以上の場合に、前記受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを前記受信品質に基づいて選択し、
前記校正手段は、前記変動値が前記第一しきい値未満の場合には前記分配選択手段にて分配されずに前記分配手段にて分配された受信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御することを特徴とする請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
前記分配選択手段は、受信信号の受信レベルが第二しきい値以上の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配し、受信信号の受信レベルが前記第二しきい値未満の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配しないことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の受信装置。
【請求項５】
前記校正手段の校正結果に基づいて前記第二しきい値を更新する更新手段を具備し、
前記分配選択手段は、受信信号の受信レベルが前記更新手段にて更新された前記第二しきい値以上の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配し、受信信号の受信レベルが前記更新手段にて更新された前記第二しきい値未満の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配しないことを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
送信信号を複数の系列に分配する分配手段と、
前記分配手段にて分配された一部の送信信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段にて増幅された前記送信信号を複数の系列に分配する場合と前記増幅手段にて増幅された送信信号を分配しない場合とを通信品質に基づいて選択する分配選択手段と、
前記分配選択手段にて分配された送信信号または前記分配選択手段にて分配されない送信信号を複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナより送信する送信手段と、
前記分配手段にて分配されて前記増幅手段にて増幅されない送信信号または前記分配選択手段にて分配された送信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御する校正手段と、
を具備することを特徴とする送信装置。
【請求項７】
環境の変動を検出する環境変動検出手段を具備し、
前記分配選択手段は、前記送信信号を複数の系列に分配する場合と前記送信信号を分配しない場合とを前記通信品質及び前記環境変動検出手段にて検出された環境の変動を示す変動値に基づいて選択することを特徴とする請求項６記載の送信装置。
【請求項８】
前記分配選択手段は、前記変動値が第一しきい値以上の場合に、前記送信信号を複数の系列に分配する場合と前記送信信号を分配しない場合とを前記通信品質に基づいて選択し、
前記校正手段は、前記変動値が前記第一しきい値未満の場合には前記分配選択手段にて分配されずに前記分配手段にて分配された送信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御することを特徴とする請求項７記載の送信装置。
【請求項９】
前記分配選択手段は、送信信号の送信レベルが第二しきい値以上の場合には前記増幅手段にて増幅された送信信号を分配し、送信信号の送信レベルが前記第二しきい値未満の場合には前記増幅手段にて増幅された送信信号を分配しないことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１０】
前記校正手段の校正結果に基づいて前記第二しきい値を変更する更新手段を具備し、
前記分配選択手段は、送信信号の送信レベルが前記更新手段にて変更された前記第二しきい値以上の場合には前記増幅手段にて増幅された送信信号を分配し、送信信号の送信レベルが前記更新手段にて変更された前記第二しきい値未満の場合には前記増幅手段にて増幅された送信信号を分配しないことを特徴とする請求項９記載の送信装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の受信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
【請求項１２】
請求項６から請求項１０のいずれかに記載の送信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
【請求項１３】
アレイアンテナの複数のアンテナ素子にて受信した受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを受信品質に基づいて選択するステップと、
分配された一部の受信信号または分配されない受信信号を増幅するステップと、
増幅された受信信号を分配するステップと、
分配されて増幅されていない前記受信信号または増幅前には分配されずに増幅後に分配された受信信号より複数の前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御するステップと、
を具備することを特徴とするキャリブレーション方法。
【請求項１４】
環境の変動を検出するステップを具備し、
前記受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを前記受信品質及び検出された環境の変動を示す変動値に基づいて選択することを特徴とする請求項１３記載のキャリブレーション方法。
【請求項１５】
前記変動値が第一しきい値以上の場合に、前記受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを前記受信品質に基づいて選択し、
前記変動値が前記第一しきい値未満の場合には増幅前には分配されずに増幅後に分配された受信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御することを特徴とする請求項１４記載のキャリブレーション方法。
【請求項１６】
受信信号の受信レベルが第二しきい値以上の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配し、受信信号の受信レベルが前記第二しきい値未満の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配しないことを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれかに記載のキャリブレーション方法。
【請求項１７】
前記アンテナ素子間の位相または振幅の制御結果に基づいて前記第二しきい値を更新するステップを具備し、
受信信号の受信レベルが更新された前記第二しきい値以上の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配し、受信信号の受信レベルが更新された前記第二しきい値未満の場合には前記アンテナ素子にて受信した受信信号を分配しないことを特徴とする請求項１６記載のキャリブレーション方法。
【請求項１８】
送信信号を複数の系列に分配するステップと、
分配された一部の送信信号を増幅するステップと、
増幅された前記送信信号を複数の系列に分配する場合と増幅された送信信号を分配しない場合とを通信品質に基づいて選択するステップと、
増幅後に分配された送信信号または増幅後に分配されない送信信号を複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナより送信するステップと、
増幅前に分配されて増幅されない送信信号または増幅後に分配された送信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御するステップと、
を具備することを特徴とするキャリブレーション方法。
【請求項１９】
環境の変動を検出するステップを具備し、
前記送信信号を複数の系列に分配する場合と前記送信信号を分配しない場合とを前記通信品質及び検出された環境の変動を示す変動値に基づいて選択することを特徴とする請求項１８記載のキャリブレーション方法。
【請求項２０】
前記変動値が第一しきい値以上の場合に、前記送信信号を複数の系列に分配する場合と前記送信信号を分配しない場合とを前記通信品質に基づいて選択し、
前記変動値が前記第一しきい値未満の場合には増幅前に分配されて増幅されない送信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御することを特徴とする請求項１９記載のキャリブレーション方法。
【請求項２１】
送信信号の送信レベルが第二しきい値以上の場合には増幅された送信信号を分配し、送信信号の送信レベルが前記第二しきい値未満の場合には増幅された送信信号を分配しないことを特徴とする請求項１８から請求項２０のいずれかに記載のキャリブレーション方法。
【請求項２２】
前記アンテナ素子の位相または振幅の制御結果に基づいて前記第二しきい値を変更するステップを具備し、
送信信号の送信レベルが変更された前記第二しきい値以上の場合には増幅された送信信号を分配し、送信信号の送信レベルが変更された前記第二しきい値未満の場合には増幅された送信信号を分配しないことを特徴とする請求項２１記載のキャリブレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、送信装置、基地局装置及びキャリブレーション方法に関し、特に通信を瞬断することなく無線回路を校正する受信装置、送信装置、基地局装置及びキャリブレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信用の無線回路の他に校正用回路を設け、基準信号の重畳または通信信号を校正用回路に分岐することにより、通信を瞬断することなく無線回路の校正が可能な通信装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１３は、従来の送受信装置の構成を示すブロック図である。図１３の送受信装置は、アレーアンテナ１０と、各アンテナ素子数ｎ（ｎは１以上の整数）に対応する多重／分配回路２０−１〜ｎと、無線送受信部３０−１〜ｎと、多重／分配回路４０−１〜ｎと、ユーザ数ｎ（ｎは１以上の整数）に対応するユーザ信号処理部５０−１〜ｎと、多重／分配回路６０と、キャリブレーション信号送受信処理部７０と、キャリブレーション信号処理部８０と、キャリブレーション間隔決定部９０とより構成されている。
【０００４】
アレーアンテナ１０は、構成されたｎ個のアンテナ素子１１−１〜ｎが、各アンテナ素子のＲＦ（無線周波数）送受信信号が相関を有するように近接して配置されている。
【０００５】
多重／分配回路２０−１〜ｎは、受信時には、各アンテナ素子１１−１〜ｎ出力と多重／分配回路６０出力のキャリブレーション信号とを入力し、無線周波数帯における多重化を行い、無線送受信部３０−１〜ｎのそれぞれへ出力する。送信時には、キャリブレーション信号が多重化された無線送受信部３０−１〜ｎ出力を入力して、各アンテナ素子１１−１〜ｎおよび多重／分配回路６０へ分配して出力する。
【０００６】
無線送受信部３０−１〜ｎは、受信時には、多重／分配回路２０−１〜ｎ出力を入力し、低雑音増幅、無線周波数帯から基底周波数帯への周波数変換、直交検波、アナログ／ディジタル変換などを行い、多重／分配回路４０−１〜ｎへ出力する。また、無線送受信部３０−１〜ｎは、送信時には、多重／分配回路４０−１〜ｎ出力を入力し、ディジタル／アナログ変換、直交変調、基底周波数帯から無線周波数帯への周波数変換および周波数変換後の電力増幅などを行い、多重／分配回路２０−１〜ｎへ出力する。
【０００７】
多重／分配回路４０−１〜ｎは、受信時には、無線送受信部３０−１〜ｎ出力を入力し、基底周波数帯において分配を行い、各ユーザ毎のユーザ信号処理部５０−１〜ｎへ出力するとともに、キャリブレーション信号処理部８０へ出力する。送信時には、各ユーザ毎のユーザ信号処理部５０−１〜ｎ出力とキャリブレーション信号処理部８０出力とを入力し、中間周波数において多重化を行い、無線送受信部３０−１〜ｎへ出力する。
【０００８】
ユーザ信号処理部５０−１〜ｎは、受信時には、多重／分配回路４０−１〜ｎ出力を入力し、キャリブレーション信号処理部８０出力の振幅／位相情報を用いて補正を加えながら形成した受信指向性パターンに基づいたユーザ信号を出力する。送信時には、外部から入力されたユーザ信号を振幅／位相情報を用いて補正を加えながら形成した送信指向性パターンに基づいた信号を出力する。
【０００９】
多重／分配回路６０は、受信時には、キャリブレーション信号送受信処理部７０出力を入力し、無線周波数帯での分配を行い、多重／分配回路２０−１〜ｎのそれぞれへ出力する。送信時には、多重／分配回路２０−１〜ｎ出力のそれぞれを入力し、無線周波数帯での多重化を行い、キャリブレーション信号送受信処理部７０へ出力する。
【００１０】
キャリブレーション信号送受信処理部７０は、受信時には、キャリブレーション信号処理部８０出力を入力し、ディジタル／アナログ変換、基底周波数帯から無線周波数帯への周波数変換などを行い、多重／分配回路６０へ出力する。また、キャリブレーション信号送受信処理部７０は、送信時には、多重／分配回路６０出力を入力し、無線周波数帯から基底周波数帯への周波数変換、アナログ／ディジタル変換などを行い、キャリブレーション信号処理部８０へ出力する。
【００１１】
キャリブレーション信号処理部８０は、キャリブレーション間隔決定部９０出力のキャリブレーション間隔情報に基づいて、基底周波数帯でキャリブレーション信号をバースト的に生成し、受信時にはキャリブレーション信号送受信処理部７０へ出力し、送信時には多重／分配回路４０−１〜ｎへ出力する。また、キャリブレーション信号処理部８０は、受信時には多重／分配回路４０−１〜ｎ出力を、送信時にはキャリブレーション信号送受信処理部７０出力を入力し、無線送受信部３０−１〜ｎに対応して抽出したｎ個のキャリブレーション信号とキャリブレーション信号処理部８０から出力された元のキャリブレーション信号との差を検出し、ｎ個の振幅／位相情報を求め、ユーザ信号処理部５０−１〜ｎおよびキャリブレーション間隔決定部９０のそれぞれへ出力する。
【００１２】
キャリブレーション間隔決定部９０は、キャリブレーション信号処理部８０の出力である振幅／位相情報を入力し、キャリブレーション精度が一定の基準を満たす範囲内で、キャリブレーション間隔をできるだけ長くするように決定し、キャリブレーション間隔情報としてキャリブレーション信号処理部８０へ出力する。
【特許文献１】特開２００２−３５３８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の装置においては、多重／分配回路２０−１〜ｎをアレーアンテナ１０直下に設けると、多重／分配回路２０−１〜ｎの通過損失により通信用無線特性の劣化を招くという問題がある。即ち、多重／分配回路２０−１〜ｎの通過損失により、高周波パワーアンプの消費電流が増大し、送信波の隣接チャネルの漏洩電力が大きくなるとともに、受信機の雑音指数が大きくなるという問題がある。
【００１４】
また、従来の装置においては、図１４に示すように、結合度＃１４０１が大きくなるにつれて（図１４の下方になるにつれて）希望波電力対雑音電力比（以下「Ｃ／Ｎ」と記載する）が大きくなってＣ／Ｎ特性が向上するが、通過損失＃１４０２が大きくなるという問題がある。即ち、校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくするために多重／分配回路２０−１〜ｎの結合度＃１４０１を大きくすると、多重／分配回路２０−１〜ｎの通過損失＃１４０２が大きくなり、通信用無線特性の劣化を招くという問題がある。また、多重／分配回路２０−１〜ｎの通過損失＃１４０２を小さくするために多重／分配回路２０−１〜ｎの結合度＃１４０１を小さくすると、校正用回路のＣ／Ｎ特性が小さくなり、アンテナ到来方向の推定値が不安定になるという問題がある。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、通信用無線特性の劣化を防ぐことができるとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる受信装置、送信装置、基地局装置及びキャリブレーション方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の受信装置は、複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナと、前記アンテナ素子にて受信した受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを受信品質に基づいて選択する分配選択手段と、前記分配選択手段にて分配された一部の受信信号または前記分配選択手段にて分配されない受信信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段にて増幅された受信信号を分配する分配手段と、前記分配選択手段にて分配されて前記増幅手段にて増幅されない前記受信信号または前記分配選択手段にて分配されずに前記分配手段にて分配された受信信号より複数の前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御する校正手段と、を具備する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、受信品質に基づいて増幅前に分配された受信信号と増幅後に分配された受信信号を選択し、選択した受信信号を用いてアレーアンテナの位相または振幅を校正することにより、アンテナ直下での受信信号の分配による通過損失の影響をなくすることができるので、通信用無線特性の劣化を防ぐことができるとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる。
【００１８】
本発明の送信装置は、送信信号を複数の系列に分配する分配手段と、前記分配手段にて分配された一部の送信信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段にて増幅された前記送信信号を複数の系列に分配する場合と前記増幅手段にて増幅された送信信号を分配しない場合とを通信品質に基づいて選択する分配選択手段と、前記分配選択手段にて分配された送信信号または前記分配選択手段にて分配されない送信信号を複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナより送信する送信手段と、前記分配手段にて分配されて前記増幅手段にて増幅されない送信信号または前記分配選択手段にて分配された送信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御する校正手段と、を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、通信品質に基づいて増幅前に分配された受信信号と増幅後に分配された受信信号を選択し、選択した受信信号を用いてアレーアンテナの位相または振幅を校正することにより、アンテナ直下での送信信号の分配による通過損失の影響をなくすることができるので、通信用無線特性の劣化を防ぐことができるとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる。
【００２０】
本発明のキャリブレーション方法は、アレイアンテナの複数のアンテナ素子にて受信した受信信号を複数の系列に分配する場合と前記受信信号を分配しない場合とを受信品質に基づいて選択するステップと、分配された一部の受信信号または分配されない受信信号を増幅するステップと、増幅された受信信号を分配するステップと、分配されて増幅されていない前記受信信号または増幅前には分配されずに増幅後に分配された受信信号より複数の前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御するステップと、を具備するようにした。
【００２１】
この方法によれば、受信品質に基づいて増幅前に分配された受信信号と増幅後に分配された受信信号を選択し、選択した受信信号を用いてアレーアンテナの位相または振幅を校正することにより、アンテナ直下での受信信号の分配による通過損失の影響をなくすることができるので、通信用無線特性の劣化を防ぐことができるとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる。
【００２２】
本発明のキャリブレーション方法は、送信信号を複数の系列に分配するステップと、分配された一部の送信信号を増幅するステップと、増幅された前記送信信号を複数の系列に分配する場合と増幅された送信信号を分配しない場合とを通信品質に基づいて選択するステップと、増幅後に分配された送信信号または増幅後に分配されない送信信号を複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナより送信するステップと、増幅前に分配されて増幅されない送信信号または増幅後に分配された送信信号より前記アンテナ素子間の位相または振幅を制御するステップと、を具備するようにした。
【００２３】
この方法によれば、通信品質に基づいて増幅前に分配された受信信号と増幅後に分配された受信信号を選択し、選択した受信信号を用いてアレーアンテナの位相または振幅を校正することにより、アンテナ直下での送信信号の分配による通過損失の影響をなくすることができるので、通信用無線特性の劣化を防ぐことができるとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、通信用無線特性の劣化を防ぐことができるとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る受信装置１００の構成を示すブロック図である。
【００２７】
記憶部１０１は、記憶している受信レベルの基準値を制御部１０２へ出力する。
【００２８】
制御部１０２は、後述する受信レベル測定部１１３から入力した受信レベルの測定結果と記憶部１０１から入力した基準値とを比較する。そして、制御部１０２は、比較した結果に基づいてバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎのＯＮとＯＦＦとを切り替えるための制御を行う。具体的には、制御部１０２は、受信レベルが基準値以上である場合にはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＦＦにするように制御し、受信レベルが基準値未満である場合にはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにするように制御する。
【００２９】
アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎは、受信した受信信号を多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎまたはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎへ出力する。複数のアンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎは、アレイアンテナを構成している。
【００３０】
多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎは、アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎから入力した受信信号を複数の経路に分配する。そして、多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎは、分配した各受信信号を増幅部１０６−１〜１０６−ｎ及び多重／分配回路１０９へ出力する。
【００３１】
バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎは、制御部１０２の制御に基づいてアンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎから出力された受信信号の通過を許可するか否かをスイッチの切り替えにより選択する。多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎ及びバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎは、受信信号を分配するか否かを選択する分配選択手段を構成している。
【００３２】
増幅部１０６−１〜１０６−ｎは、例えばＬＮＡ（Low Noise Amp）であり、多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎから入力した分配された受信信号の一部、またはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎから多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎを経由せずに入力した分配されていない受信信号を増幅して多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎへ出力する。
【００３３】
分配手段である多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎは、増幅部１０６−１〜１０６−ｎから入力した受信信号を複数の経路に分配する。そして、多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎは、分配した受信信号を受信回路１０８−１〜１０８−ｎ及び多重／分配回路１１１へ出力する。
【００３４】
受信回路１０８−１〜１０８−ｎは、多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎから入力した受信信号に対して、直交復調及びアナログ／ディジタル（以下「Ａ／Ｄ」と記載する）変換をして受信レベル測定部１１３及びディジタル信号処理部１１４へ出力する。受信回路１０８−１〜１０８−ｎにおいては、例えばダイレクト復調(コンバージョン)方式を用いる。
【００３５】
多重／分配回路１０９は、各多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎから入力した受信信号を合成して校正用無線回路１１０へ出力する。
【００３６】
校正手段である校正用無線回路１１０は、アダプティブアレイアンテナ（以下「ＡＡＡ」と記載する）システムを実現するにあたり、多重／分配回路１０９から入力した受信信号より各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の位相差または振幅差を求めて、複数のアンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎの振幅・位相制御を行うようにディジタル信号処理部１１４へ指示することにより校正を行う。
【００３７】
多重／分配回路１１１は、各多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎから入力した受信信号を合成して校正用無線回路１１２へ出力する。
【００３８】
校正手段である校正用無線回路１１２は、ＡＡＡシステムを実現するにあたり、多重／分配回路１１１から入力した受信信号より各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の位相差または振幅差を求めて、複数のアンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎの振幅または位相の制御を行うようにディジタル信号処理部１１４へ指示することにより校正を行う。
【００３９】
受信レベル測定部１１３は、受信回路１０８−１〜１０８−ｎから入力した受信信号より受信レベルを測定して、測定結果の情報を制御部１０２へ出力する。
【００４０】
ディジタル信号処理部１１４は、受信回路１０８−１〜１０８−ｎから入力した受信信号に対して、ディジタル復調、逆拡散及び同期処理等を行う。また、ディジタル信号処理部１１４は、校正用無線回路１１０または校正用無線回路１１２の指示により、アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎの受信時の振幅または位相を補正する。
【００４１】
次に、受信装置１００におけるキャリブレーションの方法について図２を用いて説明する。図２は、キャリブレーションの方法を示すフロー図である。
【００４２】
制御部１０２は、受信レベル測定部１１３にて測定した受信レベルと基準値とを比較して、受信レベルが基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。受信レベルが基準値以上である場合には、制御部１０２はバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＦＦにするように制御する（ステップＳＴ２０２）。次に、校正用無線回路１１０は、多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎにて分配されて多重／分配回路１０９にて合成された受信信号より、各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ２０３）。
【００４３】
一方、ステップＳＴ２０１において受信レベルが基準値以上ではない場合には、制御部１０２は、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにするように制御する（ステップＳＴ２０４）。次に、校正用無線回路１１２は、多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎにて分配されて多重／分配回路１１１にて合成された受信信号より、各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ２０５）。校正用無線回路１１０にて校正を行った場合には、多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎとディジタル信号処理部１１４の間の校正を行うことができ、校正用無線回路１１２にて校正を行った場合には、多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎとディジタル信号処理部１１４の間の校正を行うことができる。
【００４４】
次に、校正用無線回路１１０及び校正用無線回路１１２のＣ／Ｎ特性について、図３を用いて説明する。図３は、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにした場合のＣ／Ｎ特性＃３０１とＯＦＦにした場合のＣ／Ｎ特性＃３０２を示す図である。
【００４５】
図３より、受信レベルが基準値Ｒ１以上の場合には、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎはＯＦＦになるので、校正の際のＣ／Ｎ特性はＣ／Ｎ特性＃３０２になる。一方、受信レベルが基準値Ｒ１未満の場合には、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎはＯＮになるので、校正の際のＣ／Ｎ特性はＣ／Ｎ特性＃３０１になる。所定の到来方向推定の精度を達成するために許容できるＣ／Ｎの下限値Ｓ１とＣ／Ｎ特性＃３０２との交点に受信レベルの基準値Ｒ１を設定することにより、校正の際のＣ／Ｎ特性を所定の値以上に維持することができる。即ち、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎがＯＦＦの場合において、受信レベルが低下することにより受信レベルが基準値Ｒ１未満になっても、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにすることによりＣ／Ｎ特性＃３０１へ移行することができるので、常にＣ／Ｎを下限値Ｓ１以上に維持することができる。このように、受信レベルが基準値Ｒ１以上の領域＃３０３はＣ／Ｎ特性＃３０２を用い、受信レベルが基準値Ｒ１未満の領域＃３０４はＣ／Ｎ特性＃３０１を用いる。
【００４６】
因みに、図４より、回路４０２が雑音指数ＮＦ１及び利得Ｇ１、回路４０３が雑音指数ＮＦ２及び利得Ｇ２、回路４０４が雑音指数ＮＦ３及び利得Ｇ３である場合、回路４０２〜回路４０４の合計の雑音指数は式（１）になる。
【００４７】
ＮＦ＝ＮＦ１＋（ＮＦ２−１）／Ｇ１＋（ＮＦ３−１）／（Ｇ１×Ｇ２）        （１）
ただし、ＮＦは合計の雑音指数
【００４８】
したがって、回路４０２、回路４０３、回路４０４の順番、即ちアンテナ４０１から遠ざかる回路ほど雑音指数が小さくなるので、多重／分配回路をアンテナから離れた位置に配置するほど受信装置における雑音指数の影響が少なくなる。
【００４９】
このように、本実施の形態１によれば、受信レベルが基準値未満の場合には、アンテナ直下で受信信号を分配せずに増幅後に分配された受信信号よりアレーアンテナの位相または振幅を校正することにより、アンテナ直下での受信信号の分配による通過損失の影響を受けないので、受信信号を増幅する際の消費電流の増大を防ぐことができるとともに回路全体の雑音指数を小さくすることができ、通信用無線特性の劣化を防ぐことができる。また、本実施の形態１によれば、アンテナ直下での受信信号の分配による通過損失の影響を受けないことにより、多重／分配回路の結合度を大きくすることができるので、校正の際のＣ／Ｎ特性の劣化を防ぐことができる。また、本実施の形態１によれば、通過損失の影響が少ない受信レベルが基準値以上の場合には、アンテナ直下で分配された受信信号よりアレーアンテナの位相または振幅を校正するので、多重／分配回路の結合度を大きくすることができることにより校正の際のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる。また、本実施の形態１によれば、増幅部からアンテナ素子までの通過損失を低損失にすることができることにより、要求される電気仕様を緩和することができるので、無線部のシステム設計を容易にすることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る送信装置５００の構成を示すブロック図である。
【００５１】
ディジタル信号処理部５０１は、送信信号に対してディジタル変調、拡散、コード多重及び同期処理等を行う。また、ディジタル信号処理部５０１は、後述する校正用無線回路５１１または校正用無線回路５１３の指示により、アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎの送信時の振幅または位相を補正する。また、ディジタル信号処理部５０１は、送信信号に設定した送信レベルの情報を制御部５０３へ出力する。
【００５２】
記憶部５０２は、記憶している送信レベルの基準値を制御部５０３へ出力する。
【００５３】
制御部５０３は、ディジタル信号処理部５０１から入力した送信レベルと記憶部５０２から入力した基準値とを比較する。そして、制御部５０３は、比較した結果に基づいてバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎのＯＮとＯＦＦとを切り替えるための制御を行う。具体的には、制御部５０３は、送信レベルが基準値以上である場合にはバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＦＦにするように制御し、送信レベルが基準値未満である場合にはバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＮにするように制御する。
【００５４】
送信回路５０４−１〜５０４−ｎは、ディジタル信号処理部５０１から入力した送信信号に対して、直交変調及びディジタル／アナログ（以下「Ｄ／Ａ」と記載する）変換をして多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎへ出力する。送信回路５０４−１〜５０４−ｎにおいては、例えばダイレクト変調方式を用いる。
【００５５】
分配手段である多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎは、送信回路５０４−１〜５０４−ｎから入力した送信信号を複数の経路に分配する。そして、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎは、分配した送信信号を増幅部５０６−１〜５０６−ｎ及び多重／分配回路５１０へ出力する。
【００５６】
増幅部５０６−１〜５０６−ｎは、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎから入力した分配された送信信号の一部を増幅して多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎ及びバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎへ出力する。
【００５７】
多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎは、増幅部５０６−１〜５０６−ｎから入力した送信信号を複数の経路に分配する。そして、多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎは、分配した各送信信号をアンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎへ出力する。
【００５８】
バイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎは、制御部５０３の制御に基づいて増幅部５０６−１〜５０６−ｎから出力された受信信号の通過を許可するか否かをスイッチの切り替えにより選択する。多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎ及びバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎは、送信信号を分配するか否かを選択する分配選択手段を構成している。
【００５９】
アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎは、多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎから入力した送信信号、またはバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎから入力した多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎを経由しない送信信号を指向性送信する。複数のアンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎは、アレイアンテナを構成している。
【００６０】
多重／分配回路５１０は、各多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎから入力した受信信号を合成して校正用無線回路５１１へ出力する。
【００６１】
校正手段である校正用無線回路５１１は、ＡＡＡシステムを実現するにあたり、多重／分配回路５１０から入力した送信信号より各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の位相差または振幅差を求めて、複数のアンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎの振幅・位相制御を行うようにディジタル信号処理部５０１へ指示することにより校正を行う。
【００６２】
多重／分配回路５１２は、各多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎから入力した受信信号を合成して校正用無線回路５１３へ出力する。
【００６３】
校正手段である校正用無線回路５１３は、ＡＡＡシステムを実現するにあたり、多重／分配回路５１２から入力した送信信号より各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の位相差または振幅差を求めて、複数のアンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎの振幅または位相の制御を行うようにディジタル信号処理部５０１へ指示することにより校正を行う。
【００６４】
次に、送信装置５００におけるキャリブレーションの方法について図６を用いて説明する。図６は、キャリブレーションの方法を示すフロー図である。
【００６５】
制御部５０３は、送信レベルと基準値とを比較して、送信レベルが基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ６０１）。送信レベルが基準値以上である場合には、制御部５０３はバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＦＦにするように制御する（ステップＳＴ６０２）。次に、校正用無線回路５１３は、多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎにて分配されて多重／分配回路５１２にて合成された送信信号より、各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ６０３）。
【００６６】
一方、ステップＳＴ６０１において送信レベルが基準値以上ではない場合には、制御部５０３は、バイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＮにするように制御する（ステップＳＴ６０４）。次に、校正用無線回路５１１は、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎにて分配されて多重／分配回路５１０にて合成された送信信号より、各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ６０５）。校正用無線回路５１３にて校正を行った場合には、多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎとディジタル信号処理部５０１の間の校正を行うことができ、校正用無線回路５１１にて校正を行った場合には、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎとディジタル信号処理部５０１の間の校正を行うことができる。
【００６７】
次に、多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎの通過損失と増幅部５０６−１〜５０６−ｎの増幅量との関係について、例えばアンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎの出力電力として５Ｗを要求されている場合について説明する。図７より、増幅部５０６−１〜５０６−ｎに入力する送信信号の入力電力が１ｍＷで且つ多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎの通過損失が０ｄＢであるケース１の場合、通過損失が０ｄＢであるので増幅部５０６−１〜５０６−ｎから出力される送信信号の出力電力は５Ｗで良いため、増幅部５０６−１〜５０６−ｎの増幅量は３７ｄＢになる。また、増幅部５０６−１〜５０６−ｎに入力する送信信号の入力電力が１ｍＷで且つ多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎの通過損失が１ｄＢであるケース２の場合、通過損失が１ｄＢであるので増幅部５０６−１〜５０６−ｎから出力される送信信号の出力電力は５Ｗよりも大きい６．３Ｗ必要であり、したがって増幅部５０６−１〜５０６−ｎの増幅量は３８ｄＢになる。また、増幅部５０６−１〜５０６−ｎに入力する送信信号の入力電力が１ｍＷで且つ多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎの通過損失が３ｄＢであるケース３の場合、通過損失が３ｄＢであるので増幅部５０６−１〜５０６−ｎから出力される送信信号の出力電力は５Ｗよりも大きい１０Ｗ必要であり、したがって増幅部５０６−１〜５０６−ｎの増幅量は４０ｄＢになる。なお、校正用無線回路５１１及び校正用無線回路５１３のＣ／Ｎ特性は、図３の横軸の受信レベルが送信レベルである以外は図３と同一であるので、その説明は省略する。
【００６８】
このように、本実施の形態２によれば、送信レベルが基準値未満の場合には、アンテナ直下で送信信号を分配せずに増幅前に分配された送信信号よりアレーアンテナの位相または振幅を校正することにより、アンテナ直下での送信信号の分配による通過損失の影響を受けないので、送信信号を増幅する際の消費電流の増大及び送信波の隣接チャネルの漏洩電力を防ぐことができ、通信用無線特性の劣化を防ぐことができる。また、本実施の形態２によれば、アンテナ直下での送信信号の分配による通過損失の影響を受けないことにより、多重／分配回路の結合度を大きくすることができるので、校正の際のＣ／Ｎ特性の劣化を防ぐことができる。また、本実施の形態２によれば、通過損失の影響が少ない送信レベルが基準値以上の場合には、アンテナ直下で分配された送信信号よりアレーアンテナの位相または振幅を校正するので、多重／分配回路の結合度を大きくすることができることにより校正の際のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させることができる。また、本実施の形態２によれば、増幅部からアンテナ素子までの通過損失を低損失にすることができることにより、要求される電気仕様を緩和することができるので、無線部のシステム設計を容易にすることができる。
【００６９】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る受信装置８００の構成を示すブロック図である。
【００７０】
本実施の形態３に係る受信装置８００は、図１に示す実施の形態１に係る受信装置１００において、図８に示すように、環境変動検出部８０１及び更新部８０２を追加する。なお、図８においては、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００７１】
記憶部１０１は、記憶している受信レベルの基準値及び環境変動の変動値と比較するしきい値を制御部１０２へ出力する。また、記憶部１０１は、更新部８０２から入力した新たに設定された基準値及びしきい値をそれまで記憶していた基準値及びしきい値の代わりに記憶する。
【００７２】
増幅部１０６−１〜１０６−ｎは、例えばＬＮＡ（Low Noise Amp）であり、多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎから入力した分配された受信信号の一部、またはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎから多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎを経由せずに入力した分配されていない受信信号を増幅して多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎへ出力する。また、増幅部１０６−１〜１０６−ｎは、温度変動、時間変動及び電源電圧変動等による特性劣化の少ない回路構成にするか、またはエアコンで一定温度に保つ等の温度変動、時間変動及び電源電圧変動等の影響を受けないような環境に設ける。例えば、増幅部１０６−１〜１０６−ｎは、温度変動の激しいＳＡＷデバイス等を用いないようにする。
【００７３】
環境変動検出部８０１は、温度変化、時間経過または電源電圧変動等の環境変動を所定のタイミングにて検出し、環境変動の変動値である変動値を制御部１０２へ出力する。
【００７４】
更新部８０２は、記憶部１０１から入力した基準値及びしきい値に対して、校正用無線回路１１０から入力した校正結果を反映して基準値及びしきい値を更新し、更新した基準値及びしきい値を記憶部１０１へ出力する。例えば、更新部８０２は、位相及び振幅の差分値と補正値とを関係付けた更新用情報を保存したテーブルを記憶し、校正用無線回路１１０から入力した校正結果の位相及び振幅の差分値を用いて更新用情報を参照することにより補正値を選択して、記憶部１０１から入力した基準値及びしきい値に対して選択した補正値を加算または減算して基準値及びしきい値を更新する。
【００７５】
制御部１０２は、受信レベル測定部１１３から入力した受信レベルの測定結果と記憶部１０１から入力した基準値とを比較するとともに、環境変動検出部８０１から入力した環境変動の変動値と記憶部１０１から入力したしきい値とを比較する。そして、制御部１０２は、比較した結果に基づいてバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎのＯＮとＯＦＦとを切り替えるための制御を行う。具体的には、制御部１０２は、環境変動の変動値がしきい値未満である場合、及び環境変動の変動値がしきい値以上で且つ受信レベルが基準値未満の場合にはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにするように制御する。また、制御部１０２は、環境変動の変動値がしきい値以上で且つ受信レベルが基準値以上の場合にはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＦＦにするように制御する。
【００７６】
校正用無線回路１１０は、ＡＡＡシステムを実現するにあたり、多重／分配回路１０９から入力した受信信号より各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の位相差または振幅差を求めて、複数のアンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎの振幅・位相制御を行うようにディジタル信号処理部１１４へ指示することにより校正を行う。また、校正用無線回路１１０は、校正した結果の情報を更新部８０２へ出力する。
【００７７】
次に、受信装置８００におけるキャリブレーションの方法について図９を用いて説明する。図９は、キャリブレーションの方法を示すフロー図である。
【００７８】
記憶部１０１は、あらかじめ決められた受信レベルの基準値及びしきい値を初期値として設定する（ステップＳＴ９０１）。
【００７９】
次に、制御部１０２は、環境変動の変動値としきい値とを比較して、環境変動の変動値がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ９０２）。具体的には、変動値である温度がしきい値以上であるか否か、変動値である経過した時間がしきい値以上であるか否か、及び変動値である電源電圧がしきい値以上であるか否かを判定する。
【００８０】
環境変動の変動値がしきい値以上である場合には、制御部１０２は、受信レベルと基準値とを比較して、受信レベルが基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ９０３）。
【００８１】
受信レベルが基準値以上である場合には、制御部１０２は、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＦＦにするように制御する（ステップＳＴ９０４）。次に、校正用無線回路１１０は、多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎにて分配されて多重／分配回路１０９にて合成された受信信号より、各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ９０５）。
【００８２】
次に、更新部８０２は、基準値及びしきい値を更新して（ステップＳＴ９０６）、記憶部１０１は更新された基準値及びしきい値を記憶する。次に、受信装置８００は通信終了か否かを判定する（ステップＳＴ９０７）。通信終了ではない場合にはステップＳＴ９０２〜ステップＳＴ９０６の処理を繰り返す。
【００８３】
一方、ステップＳＴ９０２において環境変動の変動値がしきい値以上ではない場合には、制御部１０２は、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにするように制御する（ステップＳＴ９０８）。次に、校正用無線回路１１２は、多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎにて分配されて多重／分配回路１１１にて合成された受信信号より、各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ９０９）。
【００８４】
また、ステップＳＴ９０３において受信レベルが基準値以上ではない場合には、制御部１０２は、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにするように制御する（ステップＳＴ９０８）。次に、校正用無線回路１１２は、多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎにて分配されて多重／分配回路１１１にて合成された受信信号より、各アンテナ素子１０３−１〜１０３−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ９０９）。校正用無線回路１１０にて校正を行った場合には、多重／分配回路１０４−１〜１０４−ｎとディジタル信号処理部１１４の間の校正を行うことができ、校正用無線回路１１２にて校正を行った場合には、多重／分配回路１０７−１〜１０７−ｎとディジタル信号処理部１１４の間の校正を行うことができる。
【００８５】
次に、校正用無線回路１１０及び校正用無線回路１１２のＣ／Ｎ特性について、図１０を用いて説明する。図１０は、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにした場合のＣ／Ｎ特性＃１００１とＯＦＦにした場合のＣ／Ｎ特性＃１００２を示す図である。
【００８６】
図１０より、環境変動の変動値がしきい値以上にならない限りはバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎはＯＦＦになるので、校正の際のＣ／Ｎ特性は受信レベルの基準値Ｒ２とは無関係にＣ／Ｎ特性＃１００１になる。一方、環境変動の変動値がしきい値以上になった場合には、制御部１０２は受信レベルと基準値Ｒ２との比較を行う。そして、受信レベルが基準値Ｒ２以上の場合には、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎはＯＦＦになるので、校正の際のＣ／Ｎ特性はＣ／Ｎ特性＃１００２になる。また、受信レベルが基準値Ｒ２未満の場合には、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎはＯＮになるので、校正の際のＣ／Ｎ特性はＣ／Ｎ特性＃１００１になる。所定の到来方向推定の精度を達成するために許容できるＣ／Ｎの下限値Ｓ２とＣ／Ｎ特性＃１００２との交点に受信レベルの基準値Ｒ２を設定することにより、校正の際のＣ／Ｎ特性を下限値Ｓ２以上に維持することができる。即ち、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎがＯＦＦの場合において、受信レベルが低下することにより受信レベルが基準値Ｒ２未満になっても、バイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎをＯＮにすることによりＣ／Ｎ特性＃１００１へ移行することができるので、常にＣ／Ｎを下限値Ｓ２以上に維持することができる。
【００８７】
このように、本実施の形態３によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、環境変動の変動値がしきい値未満の場合にはアンテナ直下にて増幅前の受信信号を分配せず、環境変動の変動値がしきい値以上の場合で且つ受信レベルが基準値以上の場合にはアンテナ直下にて分配された受信信号を用いて校正を行うので、環境変動が少ない場合にはアンテナ直下にて増幅前の受信信号を分配することによる通過損失をなくすることができるとともに、環境変動が大きい場合には環境変動による特性劣化を防ぐことができる。また、本実施の形態３によれば、アンテナ直下にて分配された増幅前の受信信号を用いて校正した結果を、基準値及びしきい値に反映させて基準値及びしきい値を更新するので、環境変動が大きい場合において精度良く、迅速に校正を行うことができる。さらに、しきい値以上であった環境変動の変動値がしきい値未満になった場合において、環境変動の変動値がしきい値以上であった時の校正結果を反映した基準値及びしきい値を用いることができるので、環境変動が小さい場合においても精度良く、迅速に校正を行うことができる。また、本実施の形態３によれば、増幅部を環境変動による特性劣化の少ない部品にするかまたは環境変動の影響を受けないような環境に設けることにより、さらに精度良く校正を行うことができる。
【００８８】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４に係る送信装置１１００の構成を示すブロック図である。
【００８９】
本実施の形態４に係る送信装置１１００は、図５に示す実施の形態２に係る送信装置５００において、図１１に示すように、環境変動検出部１１０１及び更新部１１０２を追加する。なお、図１１においては、図５と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００９０】
記憶部５０２は、記憶している送信レベルの基準値及び環境変動の変動値と比較するしきい値を制御部５０３へ出力する。また、記憶部５０２は、更新部１１０２から入力した新たに設定された基準値及びしきい値をそれまで記憶していた基準値及びしきい値の代わりに記憶する。
【００９１】
環境変動検出部１１０１は、温度変化、時間経過または電源電圧変動等の環境変動を所定のタイミングにて検出し、環境変動の変動値を制御部５０３へ出力する。
【００９２】
更新部１１０２は、記憶部５０２から入力した基準値及びしきい値に対して、校正用無線回路５１３から入力した校正結果を反映して基準値及びしきい値を更新し、更新した基準値及びしきい値を記憶部５０２へ出力する。例えば、更新部１１０２は、位相及び振幅の差分値と補正値とを関係付けた更新用情報を保存したテーブルを記憶し、校正用無線回路５１３から入力した校正結果の位相及び振幅の差分値を用いて更新用情報を参照することにより補正値を選択して、記憶部５０２から入力した基準値及びしきい値に対して選択した補正値を加算または減算して基準値及びしきい値を更新する。
【００９３】
制御部５０３は、ディジタル信号処理部５０１から入力した送信レベルと記憶部５０２から入力した基準値とを比較するとともに、環境変動検出部１１０１から入力した環境変動の変動値と記憶部５０２から入力したしきい値とを比較する。そして、制御部５０３は、比較した結果に基づいてバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎのＯＮとＯＦＦとを切り替えるための制御を行う。具体的には、制御部５０３は、環境変動の変動値がしきい値未満である場合、及び環境変動の変動値がしきい値以上で且つ送信レベルが基準値未満の場合にはバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＮにするように制御する。また、制御部５０３は、環境変動の変動値がしきい値以上で且つ送信レベルが基準値以上の場合にはバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＦＦにするように制御する。
【００９４】
増幅部５０６−１〜５０６−ｎは、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎから入力した分配された送信信号の一部を増幅して多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎ及びバイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎへ出力する。また、増幅部５０６−１〜５０６−ｎは、温度変動、時間変動及び電源電圧変動等による特性劣化の少ない回路構成にするか、またはエアコンで一定温度に保つ等の温度変動、時間変動及び電源電圧変動等の影響を受けないような環境に設ける。例えば、増幅部５０６−１〜５０６−ｎは、温度変動の激しいＳＡＷデバイス等を用いないようにする。
【００９５】
校正用無線回路５１３は、ＡＡＡシステムを実現するにあたり、多重／分配回路５１２から入力した受信信号より各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の位相差または振幅差を求めて、複数のアンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎの振幅・位相制御を行うようにディジタル信号処理部５０１へ指示することにより校正を行う。また、校正用無線回路５１３は、校正した結果の情報を更新部１１０２へ出力する。
【００９６】
次に、送信装置１１００におけるキャリブレーションの方法について図１２を用いて説明する。図１２は、キャリブレーションの方法を示すフロー図である。
【００９７】
記憶部５０２は、あらかじめ決められた送信レベルの基準値及びしきい値を初期値として設定する（ステップＳＴ１２０１）。
【００９８】
次に、制御部５０３は、環境変動の変動値としきい値とを比較して、環境変動の変動値がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１２０２）。具体的には、温度変化がしきい値以上であるか否か、時間経過がしきい値以上であるか否か、及び電源電圧がしきい値以上であるか否かを判定する。
【００９９】
環境変動の変動値がしきい値以上である場合には、制御部５０３は、送信レベルと基準値とを比較して、送信レベルが基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１２０３）。
【０１００】
送信レベルが基準値以上である場合には、制御部５０３は、バイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＦＦにするように制御する（ステップＳＴ１２０４）。次に、校正用無線回路５１３は、多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎにて分配されて多重／分配回路５１２にて合成された受信信号より、各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ１２０５）。
【０１０１】
次に、更新部１１０２は、基準値及びしきい値を更新して（ステップＳＴ１２０６）、記憶部５０２は更新された基準値及びしきい値を記憶する。次に、送信装置１１００は通信終了か否かを判定する（ステップＳＴ１２０７）。通信終了ではない場合にはステップＳＴ１２０２〜ステップＳＴ１２０６の処理を繰り返す。
【０１０２】
一方、ステップＳＴ１２０２において環境変動の変動値がしきい値以上ではない場合には、制御部５０３は、バイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＮにするように制御する（ステップＳＴ１２０８）。次に、校正用無線回路５１１は、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎにて分配されて多重／分配回路５１０にて合成された送信信号より、各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ１２０９）。
【０１０３】
また、ステップＳＴ１２０３において送信レベルが基準値以上ではない場合には、制御部５０３は、バイパススイッチ５０８−１〜５０８−ｎをＯＮにするように制御する（ステップＳＴ１２０８）。次に、校正用無線回路５１１は、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎにて分配されて多重／分配回路５１０にて合成された送信信号より、各アンテナ素子５０９−１〜５０９−ｎ間の振幅差または位相差を求めた後、振幅または位相の制御を行うことにより校正を行う（ステップＳＴ１２０９）。校正用無線回路５１３にて校正を行った場合には、多重／分配回路５０７−１〜５０７−ｎとディジタル信号処理部５０１の間の校正を行うことができ、校正用無線回路５１１にて校正を行った場合には、多重／分配回路５０５−１〜５０５−ｎとディジタル信号処理部５０１の間の校正を行うことができる。なお、校正用無線回路５１１及び校正用無線回路５１３のＣ／Ｎ特性は、図１０の横軸の受信レベルが送信レベルである以外は図１０と同一であるので、その説明は省略する。
【０１０４】
このように、本実施の形態４によれば、上記実施の形態２の効果に加えて、環境変動の変動値がしきい値未満の場合にはアンテナ直下にて増幅後の送信信号を分配せず、環境変動の変動値がしきい値以上の場合で且つ送信レベルが基準値以上の場合にはアンテナ直下にて分配された送信信号を用いて校正を行うので、環境変動が少ない場合にはアンテナ直下にて増幅後の送信信号を分配することによる通過損失をなくすることができるとともに、環境変動が大きい場合には環境変動による特性劣化を防ぐことができる。また、本実施の形態４によれば、アンテナ直下にて分配された増幅後の送信信号を用いて校正した結果を、基準値及びしきい値に反映させて基準値及びしきい値を更新するので、環境変動が大きい場合において精度良く、迅速に校正を行うことができる。さらに、しきい値以上であった環境変動の変動値がしきい値未満になった場合において、環境変動の変動値がしきい値以上であった時の校正結果を反映した基準値及びしきい値を用いることができるので、環境変動が小さい場合においても精度良く、迅速に校正を行うことができる。また、本実施の形態４によれば、増幅部を環境変動による特性劣化の少ない部品にするかまたは環境変動の影響を受けないような環境に設けることにより、さらに精度良く校正を行うことができる。
【０１０５】
なお、上記実施の形態１〜実施の形態４において、受信レベルまたは送信レベルに基づいてバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎ、５０８−１〜５０８−ｎのＯＮ及びＯＦＦを切り替えるようにしたが、これに限らず、受信レベル以外の受信品質または送信レベル以外の通信品質に基づいてバイパススイッチ１０５−１〜１０５−ｎ、５０８−１〜５０８−ｎのＯＮ及びＯＦＦを切り替えるようにしても良い。また、上記実施の形態１及び実施の形態３の受信装置、及び実施の形態２及び実施の形態４の送信装置は基地局装置に適用することができる。また、実施の形態１及び実施の形態３と、実施の形態２及び実施の形態４とを組み合わせて送信と受信の両方を行う送受信装置としても良く、また送受信装置を基地局装置に適用しても良い。また、上記実施の形態１〜実施の形態４において、増幅部とアンテナ素子との間で分配した信号と増幅部とディジタル信号処理部との間で分配した信号は各々異なる回路にて校正することとしたが、これに限らず、１つの回路で校正するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明にかかる受信装置、送信装置、基地局装置及びキャリブレーション方法は、通信用無線特性の劣化を防ぐことができるとともに校正用回路のＣ／Ｎ特性を大きくすることができ、アンテナ到来方向の推定値を安定させる効果を有し、アレーアンテナを制御するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るキャリブレーションの方法を示すフロー図
【図３】本発明の実施の形態１に係るＣ／Ｎ特性を示す図
【図４】受信装置の構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係るキャリブレーションの方法を示すフロー図
【図７】本発明の実施の形態２に係る通過損失と増幅量との関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態３に係る受信装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態３に係るキャリブレーションの方法を示すフロー図
【図１０】本発明の実施の形態３に係るＣ／Ｎ特性を示す図
【図１１】本発明の実施の形態４に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態４に係るキャリブレーションの方法を示すフロー図
【図１３】従来の送受信装置の構成を示すブロック図
【図１４】通過損失及び結合度とＣ／Ｎとの関係を示す図
【符号の説明】
【０１０８】
１００、８００  受信装置
１０１、５０２  記憶部
１０２、５０３  制御部
１０３−１〜１０３−ｎ、５０９−１〜５０９−ｎ  アンテナ素子
１０４−１〜１０４−ｎ、１０７−１〜１０７−ｎ、１０９、１１１  多重／分配回路
５０５−１〜５０５−ｎ、５０７−１〜５０７−ｎ、５１０、５１２  多重／分配回路
１０５−１〜１０５−ｎ、５０８−１〜５０８−ｎ  バイパススイッチ
１０６−１〜１０６−ｎ、５０６−１〜５０６−ｎ  増幅部
１０８−１〜１０８−ｎ  受信回路
１１０、１１２、５１１、５１３  校正用無線回路
１１３  受信レベル測定部
１１４、５０１  ディジタル信号処理部
５０４−１〜５０４−ｎ  送信回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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